本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种上行自适应noma通信系统及其方法。
背景技术：
随着无线互联网的迅猛发展，下一代无线通信系统需要应对海量的连接请求与数据传输需求。非正交多址接入技术(noma)因其能够提供较高的频谱效率，已经被采纳为5g核心技术。ieeecommunicationsletters在2016年3月第20期刊出论文”uplinknon-orthogonalmultipleaccessin5gsystems”,详细介绍noma技术在上行5g系统中的应用，从理论上分析了其速率和的闭式表达式，结果显示，相比于传统的正交多址接入系统，noma技术可明显提升系统容量。基于noma技术的通信系统可在有限的无线频谱约束下，提供比正交多址接入系统更多的系统容量，并可根据用户的服务质量需求，采用灵活的调制编码方式，以进一步降低多用户干扰。
然而，noma技术由于天然的自干扰性质，导致必须对其各数据流的功率分配进行特殊的设计。目前的主流技术一般采用静态功率分配方法，即假设信道衰落系数恒定条件下，采用复杂的优化算法计算出最优功率分配系数。
然而，经典的基于优化的功率分配算法，不能对快速变化的无线信道进行实时适配，也需要进行较为复杂的计算资源，不利于实时系统的设计与实现。
技术实现要素：
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种上行自适应noma通信系统及其方法，基于上行noma系统，采用动态自适应功率分配算法，在初始功率分配系数下，通过对目标测量值进行比较，通过专用反馈信道向多用户发出实时的自适应功率调整命令，使用较为简单的算法，对快速变化的无线信道进行自适应调整，以进一步提升系统容量。
为实现上述目的，本发明提供了一种上行自适应noma通信系统，包括：
测量模块，用于对上行多用户数据流的信号质量进行测量；
比较模块，用于对各个数据流的信号质量与目标门限进行对比，输出多用户功率的调整命令；
反馈模块，用于通过下行专用反馈信道或者与数据信道合并的方式，向终端发送功率调整命令；
功率调整模块，用于实时调整各用户终端的发射功率；
所述测量模块、比较模块、反馈模块、功率调整模块依次连接。
进一步地，所述测量模块测量的指标包括：信号的信噪比、数据流的误比特率或者多个指标的组合。
进一步地，所述测量模块的测量值是：单次测量或者多次测量并通过统计算法进行平均的结果。
进一步地，所述功率调整模块部署于各个终端侧。
一种上行自适应noma通信方法，包括以下步骤：
步骤1、测量模块对上行多用户数据流的信号质量进行测量；
步骤2、比较模块对所述上行多用户数据流的信号质量与目标门限进行对比，输出多用户功率的调整命令；
步骤3、反馈模块向终端发送所述多用户功率的调整命令；
步骤4、功率调整模块接收反馈模块发送的功率调整命令，实时调整各用户终端的发射功率。
进一步地，所述步骤2中比较模块需要由上层信令预设各个数据流的目标门限，通过测量模块输出的各个数据流的信号质量测量值与其对应的目标门限进行对比；如果低于目标门限，则输出该用户的功率调高命令；否则输出功率调低命令。
进一步地，所述步骤3中反馈模块通过下行专用反馈信道或者与数据信道合并的方式，向终端发送功率调整命令。
进一步地，所述步骤4中功率调整模块执行功率调整时，通过单步执行或者多个功率调整命令取平均后执行。
本发明的有益效果是：
本发明基于上行noma系统，采用动态自适应功率分配算法，在初始功率分配系数下，通过对目标测量值进行比较，通过专用反馈信道向多用户发出实时的自适应功率调整命令，对快速变化的无线信道进行自适应调整，可有效降低noma系统多用户之间的相互干扰，并且计算复杂度较低，易于实现，能有效提升系统的总容量。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的结构框图。
图2是本发明的流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种上行自适应noma通信系统，包括：
测量模块，用于对上行多用户数据流的信号质量进行测量；
比较模块，用于对各个数据流的信号质量与目标门限进行对比，输出多用户功率的调整命令；
反馈模块，用于通过下行专用反馈信道或者与数据信道合并的方式，向终端发送功率调整命令；
功率调整模块，用于实时调整各用户终端的发射功率；
所述测量模块、比较模块、反馈模块、功率调整模块依次连接。
本实施例中，所述测量模块测量的指标包括：信号的信噪比、数据流的误比特率或者多个指标的组合。
本实施例中，所述测量模块的测量值是：单次测量或者多次测量并通过统计算法进行平均的结果。
本实施例中，所述功率调整模块部署于各个终端侧。
如图2所示，一种上行自适应noma通信方法，包括以下步骤：
步骤1、测量模块对上行多用户数据流的信号质量进行测量；
步骤2、比较模块对所述上行多用户数据流的信号质量与目标门限进行对比，输出多用户功率的调整命令；
步骤3、反馈模块向终端发送所述多用户功率的调整命令；
步骤4、功率调整模块接收反馈模块发送的功率调整命令，实时调整各用户终端的发射功率。
本实施例中，所述步骤2中比较模块需要由上层信令预设各个数据流的目标门限，通过测量模块输出的各个数据流的信号质量测量值与其对应的目标门限进行对比；如果低于目标门限，则输出该用户的功率调高命令；否则输出功率调低命令。
本实施例中，所述步骤3中反馈模块通过下行专用反馈信道或者与数据信道合并的方式，向终端发送功率调整命令。
本实施例中，所述步骤4中功率调整模块执行功率调整时，通过单步执行或者多个功率调整命令取平均后执行。
综上，该系统工作时，在终端侧由测量模块对上行多用户数据流的信号质量进行测量；再使用比较模块对各个数据流的信号质量与目标门限进行对比，输出多用户功率的调整命令；该命令通过下行反馈模块发送给各终端；在终端侧通过功率调整模块实时调整各用户的发射功率。
该通信系统通过预设的信号目标门限与实时测量的信号质量进行对比，当目标用户的数据流质量较差时，可及时增加目标用户的上行发射功率；反之，则减少发射功率。通过闭环控制，可有效降低noma系统多用户之间的相互干扰，并且计算复杂度较低，易于实现，能有效提升系统的总容量。
该通信系统通过反馈链路直接实时动态调整noma系统的功率分配系数，能以较小的计算复杂度达到多用户容量最大化；传统的功率分配算法一般假设信道衰落系数恒定，再进行优化设计，计算复杂度大，实时性不强。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。